導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇海洋災害及其防治，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

1、營口市經濟概況

1961年，營口市被開辟成為通商口岸，被人們稱為是“關外上海”享有“東方貿易總匯”的美譽。作為最早興辦近現代工業的民族工業發祥地之一，營口市在我國的紡織工業和冶金石化裝備制造工業都占據著一定的地位。近年來，營口市將建設成為沿海經濟強市為目標，大膽的推進改革并不斷的進行科技創新，旨在推進本市社會經濟的快速發展。

2、創新科技，推動經濟社會各方面的發展

2.1發展能源新技術，提高能源對經濟與社會發展的保障程度將能源節約技術作為工作的重心進行重點的研究和開發，加大能源綜合利用技術以及回收利用技術的推廣力度，并在其過程中進行優化控制，利用先進的科學技術進行能源結構的優化，為能源安全提供更加堅實的保障，使得能源的供給能夠更加的多元化。2.1.1能源節約技術。學習借鑒國內外先進的科學技術，優化現有的工業生產節能技術和工藝，提高鎂質材料、石化等能源的綜合利用率。2.1.2常規能源開發與利用。開展中小型鍋爐低成本污染控制技術和煙氣污染控制技術，開發火電機組先進控制、故障診斷計算機仿真技術，提高煤炭利用效率，減少環境污染。2.1.3完善自然災害監控預報系統，并加強對自然災害治理方法的研究，在預防自然災害的基礎上，提高城市的抵抗自然災害的能力。將先進的技術運用于自然災害的預測監控平臺，建立自然災害預警系統和防汛抗旱指揮系統，在高新技術與理論的支撐下實現科學的防汛抗旱，增強與自然災害抗衡的能力。2．2大力開發生態保護與資源循環利用技術，構建資源節約型社會按照“減量化、再利用、資源化”的原則，將資源的持續利用率大幅度的提高，降低廢棄污染物的排放，從而減輕對自然環境和人類及生物健康的危害。2.2.1環境污染綜合防治技術研究。改革污水治理以及資源化利用技術，重點完善對于大氣污染的治理技術以及固態廢棄物的處理技術，加強對廢棄物品重復利用的研究，重點研發特種危險廢物資源化、無害化處理技術，農村及小城鎮污染綜合防治技術，使全市環境得到明顯改善。2.2.2建立環境預警體系。開展采樣與分析技術、重點污染源和污染物排放連續自動監測系統的技術；區域環境質量地面自動監測、預報與預警。技術的研究，開發環境監測技術研究及儀器設備，構建環境污染預警體系。2.3發展海洋科技，加速海洋開發重點研究海洋相關技術，合理的開發利用海洋資源，提高海洋資源的利用率，提升海洋技術的科技水平，為海洋經濟的建設與發展提供有力的技術支持。2.3.1海水綜合利用。重點加強對于包括鹽和苦鹵等在內的海水化工產品的研發，探索先進的技術利用先進的設備應用于對海水的淡化，增強日海水淡化的能力。2.3.2海洋生物資源的開發與利用。加強對海洋生物資源開發以及利用的研究，突破海洋生物活性篩選和海水種苗選育繁育技術；研究海洋天然產物活性物質的提取、分離、純化的技術和海洋功能食品的生產關鍵技術研究，開發海洋生物材料、微生物發酵及其天然產物在工業、農業、環保、水產養殖業中的應用技術。2.3.3海洋漁業資源開發、利用與保護。重點攻克漁業增養殖生物種質資源與遺傳改良技術、高效規模化、集約化、標準化、產業化、品牌化養殖模式和養殖生態安全技術、安全水產養殖與養殖生物疾病防治體系及綠色漁藥研發技術；發展碳匯漁業、設施漁業、休閑漁業和水產品精深加工產業，開展“營養利用性”海洋水產養殖品種的增養殖，并進行淺海生物資源修復與增殖技術的研究。2.3.4現代海洋運輸與物流數字化技術將信息技術及網絡技術應用于海洋運輸行業和物流行業中，開發決策輔助系統以及能夠保障運輸及物流中船只航行安全的保障系統，大力的生產和研發大型的運輸工具，真正的實現在貨物運輸過程中的無縫隙的中轉以及零距離的旅客換乘。在科學技術水平不斷提高的今天，營口市將借助國家創新型城市建設這一難得的契機，加強對科技的創新能力，利用先進的科學技術來帶動整個城市社會經濟的發展，加快對城市的創新改革。合理的調整城市發展的規劃，做到與國家科技發展戰略的良好的對接，爭取做到各產業創新能力的持續提升。建立起循環經濟和節約型社會的技術發展模式，有效地緩解能源、資源與環境對經濟社會發展的巨大壓力。利用科技的創新推動全市經濟增長以及社會的進步，引領經濟社會實現全面協調可持續發展。

作者：陳曦 單位：遼寧營口市生產力促進中心

篇2

隨著沿海經濟的迅猛發展，近海海域遭到越來越嚴重的污染，使海域環境質量明顯下降，生態環境日趨惡化，并對生物資源和人體健康產生有害影響。近海水域的污染已成為世界各國，特別是象我國這樣具有相當長的海岸線和眾多海灣的國家所共同關心的環境問題。海洋經濟的發展還面臨嚴酷的海洋自然環境，海洋災害直接影響著海洋經濟的發展規模、速度和效益，精確預報海洋災害的發生、發展和應該采取何種防災、抗災和減災工程措施，也成為嚴重關注的環境問題。為了開發海洋中的空間、礦產、漁業、能源等物質資源，需要在海上進行各類工程建設，在目前科技日益發展的情況下，工程建設的規模日益巨大，這些大規模的工程建設和海洋環境之間的相互作用也將是開發海洋中的一個應引起特別關注的重要問題。為了適應我國海洋經濟的快速發展，海洋環境的日益惡化，海洋災害的頻發和海洋工程向大型化發展，近海石油氣田的開發，以及海岸帶開發過程中的后效問題的研究需要，針對我國重大海洋環境與保護問題開展研究是十分必要和迫切的。

在這方面，重點需要開展的研究課題大體上有三類。第一類課題是海洋環境特征對各類污染物作用的機理和規律研究，第二類課題是海洋工程設施防災、抗災和減災研究，第三類課題是海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用吸防治措施與對策。

一、海洋環境特征對各類污染物的作用機理和規律研究

以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、轉化規律的研究為基礎，考慮各種自然環境因素（浪、流、風、光、溫度、濕度）、物理因素（擴散、揮發、沉降、吸附、釋放）、化學因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復雜條件下的運動及演變規律，并建立海洋水質預測預報模型。此外，近年來，在我國沿海海域，赤潮頻發嚴重。因此，除了加強赤潮的監測和預報外，也應加強在建立赤潮生長機理和發展規律方面的研究工作。

此項研究應通過現場觀測、物理模型實驗和數學模擬研究相結合的方法來進行。由于現場觀測工作耗資巨大，且受到許多客觀條件的限制，所獲得的數據往往有許多綜合因素的共同作用，很難將其中的單因素影響分離出來，因此，往往只能用它來作為對某一水質預測預報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。

用數學模擬方法來建立海洋水質預測預報模型是一個較為有效的方法。目前，在這方面國內外已有不少水質預測預報模型，這些水質預測預報模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數學模型；波浪數學模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉化數學模型。

在水流數學模型研究方面，對于較大范圍的海域，通常可采用深度平均的潮流教學模型，對于紊動影響不顯著的海域，可不考慮湍流影響，而對于湍流效應顯著的區域，如排污口近區，則應考慮湍流效應。此外，采用坐標變換，可建立一種能夠考慮復雜地形和套流效應的三維潮流數學模型，這樣才能夠較好地重現實際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數學模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型為基礎，針對水溫和鹽度分層流的流動特性，考慮浮力對紊動的影響，建立用于模擬同時存在溫度和鹽度梯度這一類密度分層流的k－（單流體數學模型。也可以基于多流體模型的基本概念，分別對兩相本身的湍流輸運規律以及相間相互作用規律進行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數學模型。

在波浪數學模型研究方面，可應用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數方程組，以提高求解效率。從水波發展方程出發，可導出一種用于大區域波浪變形問題的數學模型。通過引入弱非線性波色散關系，可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應。對高階Boussinesq方程的進一步研究，可使方程的色激性從入水到深水都達到很高精度，并提高方程的非線性精度，可以更精確的計算較深水域波浪的非線性特征。

針對帶自由表面的波浪場問題，通過把能有效模擬自由面形態的N—S方程和波能平衡方程的結合，可導出一個能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程，用這個方程可模擬規則波和不規則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數學模型，可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面，對于弱流情形，可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型；對于強流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型。可以將輻射應力的計算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯系起來，建立一種輻射應力計算的新方法，用該方法可對較大區域均勻斜坡地形上的波浪輻射應力進行數值模擬。

在近海海域污染物遷移轉化數學模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應力一通量代數全場模型，可對非對稱潮流作用下的側向岸邊排放問題過分數值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉化的三維預報系統作為目標，在分析近海環境中各種物理、化學和生物現象的基礎上，針對近海海域水污染的特點，從三維湍流模型出發，在動量方程中引入表面風應力、底部切應力以及柯氏力的作用；在輸運方程中引入反映物理、化學、生物等作用的源、匯項，可建立一個統一考慮物理、化學和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉化的三維預報模型，它可為環境評價、水質規劃、污染控制以及水域排污工程設計等提供重要的科學依據；同時對確定水域環境容量，從而制定水域環境保護策略，也具有十分重要的理論價值和應用前景。

應該指出，在海洋水質預測預報模型研究方面，數學模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數學模型，其模型中所需的必要參數和邊界條件的處理是研究水質模型的技術關鍵，直接影響到水質模型的科學性和預測能力。而這些必要的數據是無法從數學模型本身來取得的，有些可以通過現場觀測來得到，但其中一些最基本的卷數是要通過基本機理的研究才能得到，在這方面物理模型實驗研究將是一個有效的手段。

能模擬海洋動力因素的先進實驗設備，現代化的量測儀器和測試系統是開展物理模型實驗研究的必備條件。進一步完善PIV和LIF的濃度場、速度場同步測量系統，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直結構，獲得流場中水質點速度的空間分布和時間過程；并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場的空間及時間變化過程，可用以分析定量污染物團在波浪及波流相互作用下擴散的基本特征和擴散系數。

二、海洋災害的精確預報及海洋工程設施防災、抗災和減災的研究

海洋災害主要包括風暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。90年代以來，我國海洋災害所造成的損失每年達上百億元人民幣，是世界上海洋災害最嚴重的國家之一。海洋工程結構的投資費用很高，一旦發生破壞，將會造成重大的人員傷亡和巨額財產損失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺，1989年風暴潮損失超6億元，1991年DB29銷管船在南海通臺風翻沉等）。當前我國海洋能源開發與海洋空間利用的絕大部分活動是在近海和極淺海海域。為了保證在這些海域所建造的工程設施能夠安全服役免遭破壞，面臨的首要問題是弄清這一海域中嚴酷和復雜多變的環境因素。我國東臨西北太平洋，每年出現的臺風數目占全球的38%，其中對我國可能造成災害的臺風每年有7—8個。每當臺風在我國登陸或接近我國沿海通過時，都會在沿岸局部地區產生風暴潮，形成風暴潮災害。

在我國北方海域（渤海和北黃海），冬季由于受寒潮影響，沿岸地區每年都有結冰現象，結冰嚴重的年份則出現冰害。若對這些海洋災害估計不足將會帶來巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成，不但可給結構物以強大的冰壓力，而且由于冰激引起的振動作用，也會給海洋平臺的使用和安全帶來巨大的損害。而冰區溢油的遷移規律及預防和清理技術，至今尚未進行過深入的研究。對近岸大面積冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都會引起海冰的斷裂，斷裂后冰塊的尺度直接影響其對結構物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺，為了抵抗冰害，往往建成正、倒錐體的結構型式，冰排對錐體結構的冰荷載及與其的動力相互作用，也是目前尚未解決的課題。在海冰力學的研究中，除進行理論分析和數值模擬外，實驗研究也是一個重要的手段。在實驗研究中，模型冰可采用凍結模型冰和非凍結模型冰來進行，它們各有其優缺點，發展這兩種技術是海冰力學研究中的一個課題。

我國是一個多地震的國家，海域中時有地震發生。強烈的地震將有可能是海上工程設施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結構物（海洋平臺、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等）發生破壞，除其直接經濟損失極大外，其次生災害——火災、環境污染等的后果也不堪設想。

近年環太平洋地區地震的頻度和強度都在上升，造成重大災害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特別是抗震防災的基本原理和減震技術措施需要認真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應和振動破壞機理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明，地震及由此引發的巨浪共同作用對水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴重。水工建筑物的這類破壞機理，至今國內外對此都很少研究，且由于試驗條件的限制，國內外對此方面的試驗研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個新領域。

以下的一些研究內容將是為解決海洋工程設施抗震措施中的關鍵技術所必需考慮的，如近海環境地震危險性分析，設計地震動參數和頻譜特性，強震海底多維地震動及其空間分布規律，地震波傳播特性及地震動輸入機理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考慮周圍水介質影響的結構振動破壞機理、振動控制、地震動時頗聯合分析模型和輸入機制、非線性動力分析和動力破壞試驗；核電站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平臺及地下輸油管線與地基土動力相互作用，碼頭及護岸建筑物地震穩定性；海域中水工建筑物的性能設計和地震設防標準等。

海上水工建筑物在長期運行過程中健康狀況逐漸惡化，其損傷主要來自兩個方面：其一是結構的老化、疲勞、超載、內部損傷（裂縫）、地基沉降變形以及環境的物理化學損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設計不周或設計標準偏低，施工質量差，原材料不合格，管理維護不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對國民經濟的發展造成重大的影響。

因此，發展以下的一些技術和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環境荷載在幅值。時間及方向上的隨機性所導致結構安全的不確定性情況下，對現役海洋工程結構進行健康診斷和評估剩余可靠度的理論；結構健康狀態及損傷檢測的新技術和新方法；結構病害治理用的新材料、新技術和新方法；海洋工程結構在多種復雜海洋環境條件下（風、浪、流、冰、地震等）的可靠度和優化理論研究，設計與建造新型抗災工程結構；研究和設計使海洋工程結構物在設計使用期限內有足夠的安全度，而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。

為了及時掌握海洋環境的風云變幻和災害的可能來臨，發展海洋環境及災害的預報技術是非常必要的。為此需要建立以下一些系統，如建立由近海到遠海的海洋環境及災害觀測網絡、預報與預警系統、沿岸防災準備和各類應急處理系統；以主要海域和海岸帶區域經濟發展為背景，進行重點研究，建立數字化的海洋環境信息系統模型與結構；以及建立海岸和近海工程設施防災減災數字信息系統，將海岸和近海工程與網絡技術人算機技術、遙感技術、地理信息系統、全球定位系統相結合，建立數學物理模型，通過多媒體技術，形象化地描述災害成因、發生機理、傳播規律、模擬災害破壞的過程，建成智能化的防災、抗災和減災決策支持系統。

三、海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用及防治措施與對策

為了充分利用海洋空間，現代海洋空間利用除傳統的港口和海洋運輸外，正在向海上人造城市、發電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發展。人們現已在建造或設計海上生產、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結構和海底工程，估計到21世紀，可能出現能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經在海上建成了人工島海上機場。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等，日本已經于99年8月在東京灣用6塊380米長，60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機場。

由此可見，隨著海洋資源與空間的開發利用，各類海上工程建筑物數量不斷增多、規模日益復雜和龐大，保證這些海上工程設施的安全運行及采取海洋工程防災減災措施將越來越重要。海岸帶和近岸海域是各種動力因素最復雜的地區，但同時又是經濟活動最為發達的地區，海上工程建設如果考慮不當將會在一定程度上引發環境災害。工程設施可能破壞原有海岸帶的動態平衡，影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會改變海岸的形態，破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地，若對含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當則會造成二次污染。海上石油生產中的溢油事故將對海洋環境造成極其嚴重的污染。日益增多的海上退役工程設施如果不及時處理也將會逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災減災的任務是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災害帶來的報失，另一方面又要避免人為造成的海洋環境災害。

隨著人類對海洋資源的不斷開發和利用，海洋環境保護與人類生產實踐活動協調發展日顯重要。如港口開發中的環境問題，主要內容包括：航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運及其疏浚物拋放對海洋環境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結構的環境和生態影響；破波帶及其附近水域沿岸流對物質輸運擴散規律研究；大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環境的變遷和海岸演變；海岸演變、防護及開發利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動力學、生態學、社會經濟學及與環境關系的綜合分析與協調。

篇3

海洋工程與海洋環境相互作用隨著沿海經濟的迅猛發展，近海海域遭到越來越嚴重的污染，使海域環境質量明顯下降，生態環境日趨惡化，并對生物資源和人體健康產生有害影響。近海水域的污染已成為世界各國，特別是象我國這樣具有相當長的海岸線和眾多海灣的國家所共同關心的環境問題。海洋經濟的發展還面臨嚴酷的海洋自然環境，海洋災害直接影響著海洋經濟的發展規模、速度和效益，精確預報海洋災害的發生、發展和應該采取何種防災、抗災和減災工程措施，也成為嚴重關注的環境問題。為了開發海洋中的空間、礦產、漁業、能源等物質資源，需要在海上進行各類工程建設，在目前科技日益發展的情況下，工程建設的規模日益巨大，這些大規模的工程建設和海洋環境之間的相互作用也將是開發海洋中的一個應引起特別關注的重要問題。為了適應我國海洋經濟的快速發展，海洋環境的日益惡化，海洋災害的頻發和海洋工程向大型化發展，近海石油氣田的開發，以及海岸帶開發過程中的后效問題的研究需要，針對我國重大海洋環境與保護問題開展研究是十分必要和迫切的。

在這方面，重點需要開展的研究課題大體上有三類。第一類課題是海洋環境特征對各類污染物作用的機理和規律研究，第二類課題是海洋工程設施防災、抗災和減災研究，第三類課題是海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用吸防治措施與對策。

一、海洋環境特征

對各類污染物的作用機理和規律研究以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、轉化規律的研究為基礎，考慮各種自然環境因素（浪、流、風、光、溫度、濕度）、物理因素（擴散、揮發、沉降、吸附、釋放）、化學因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復雜條件下的運動及演變規律，并建立海洋水質預測預報模型。此外，近年來，在我國沿海海域，赤潮頻發嚴重。因此，除了加強赤潮的監測和預報外，也應加強在建立赤潮生長機理和發展規律方面的研究工作。

此項研究應通過現場觀測、物理模型實驗和數學模擬研究相結合的方法來進行。由于現場觀測工作耗資巨大，且受到許多客觀條件的限制，所獲得的數據往往有許多綜合因素的共同作用，很難將其中的單因素影響分離出來，因此，往往只能用它來作為對某一水質預測預報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。

用數學模擬方法來建立海洋水質預測預報模型是一個較為有效的方法。目前，在這方面國內外已有不少水質預測預報模型，這些水質預測預報模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數學模型；波浪數學模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉化數學模型。

在水流數學模型研究方面，對于較大范圍的海域，通常可采用深度平均的潮流教學模型，對于紊動影響不顯著的海域，可不考慮湍流影響，而對于湍流效應顯著的區域，如排污口近區，則應考慮湍流效應。此外，采用坐標變換，可建立一種能夠考慮復雜地形和套流效應的三維潮流數學模型，這樣才能夠較好地重現實際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數學模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型為基礎，針對水溫和鹽度分層流的流動特性，考慮浮力對紊動的影響，建立用于模擬同時存在溫度和鹽度梯度這一類密度分層流的k－（單流體數學模型。也可以基于多流體模型的基本概念，分別對兩相本身的湍流輸運規律以及相間相互作用規律進行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數學模型。

在波浪數學模型研究方面，可應用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數方程組，以提高求解效率。從水波發展方程出發，可導出一種用于大區域波浪變形問題的數學模型。通過引入弱非線性波色散關系，可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應。對高階Boussinesq方程的進一步研究，可使方程的色激性從入水到深水都達到很高精度，并提高方程的非線性精度，可以更精確的計算較深水域波浪的非線性特征。

針對帶自由表面的波浪場問題，通過把能有效模擬自由面形態的N— S方程和波能平衡方程的結合，可導出一個能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程，用這個方程可模擬規則波和不規則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數學模型，可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面，對于弱流情形，可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型；對于強流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型。可以將輻射應力的計算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯系起來，建立一種輻射應力計算的新方法，用該方法可對較大區域均勻斜坡地形上的波浪輻射應力進行數值模擬。

在近海海域污染物遷移轉化數學模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應力一通量代數全場模型，可對非對稱潮流作用下的側向岸邊排放問題過分數值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉化的三維預報系統作為目標，在分析近海環境中各種物理、化學和生物現象的基礎上，針對近海海域水污染的特點，從三維湍流模型出發，在動量方程中引入表面風應力、底部切應力以及柯氏力的作用；在輸運方程中引入反映物理、化學、生物等作用的源、匯項，可建立一個統一考慮物理、化學和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉化的三維預報模型，它可為環境評價、水質規劃、污染控制以及水域排污工程設計等提供重要的科學依據；同時對確定水域環境容量，從而制定水域環境保護策略，也具有十分重要的理論價值和應用前景。

應該指出，在海洋水質預測預報模型研究方面，數學模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數學模型，其模型中所需的必要參數和邊界條件的處理是研究水質模型的技術關鍵，直接影響到水質模型的科學性和預測能力。而這些必要的數據是無法從數學模型本身來取得的，有些可以通過現場觀測來得到，但其中一些最基本的卷數是要通過基本機理的研究才能得到，在這方面物理模型實驗研究將是一個有效的手段。

能模擬海洋動力因素的先進實驗設備，現代化的量測儀器和測試系統是開展物理模型實驗研究的必備條件。進一步完善PIV和LIF的濃度場、速度場同步測量系統，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直結構，獲得流場中水質點速度的空間分布和時間過程；并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場的空間及時間變化過程，可用以分析定量污染物團在波浪及波流相互作用下擴散的基本特征和擴散系數。

二、海洋災害的精確預報及海洋工程設施防災、抗災和減災的研究海洋災害主要包括風暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。

90年代以來，我國海洋災害所造成的損失每年達上百億元人民幣，是世界上海洋災害最嚴重的國家之一。海洋工程結構的投資費用很高，一旦發生破壞，將會造成重大的人員傷亡和巨額財產損失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺，1989年風暴潮損失超6億元，1991年DB29銷管船在南海通臺風翻沉等）。當前我國海洋能源開發與海洋空間利用的絕大部分活動是在近海和極淺海海域。為了保證在這些海域所建造的工程設施能夠安全服役免遭破壞，面臨的首要問題是弄清這一海域中嚴酷和復雜多變的環境因素。我國東臨西北太平洋，每年出現的臺風數目占全球的38%，其中對我國可能造成災害的臺風每年有7—8個。每當臺風在我國登陸或接近我國沿海通過時，都會在沿岸局部地區產生風暴潮，形成風暴潮災害。

在我國北方海域（渤海和北黃海），冬季由于受寒潮影響，沿岸地區每年都有結冰現象，結冰嚴重的年份則出現冰害。若對這些海洋災害估計不足將會帶來巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成，不但可給結構物以強大的冰壓力，而且由于冰激引起的振動作用，也會給海洋平臺的使用和安全帶來巨大的損害。而冰區溢油的遷移規律及預防和清理技術，至今尚未進行過深入的研究。對近岸大面積冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都會引起海冰的斷裂，斷裂后冰塊的尺度直接影響其對結構物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺，為了抵抗冰害，往往建成正、倒錐體的結構型式，冰排對錐體結構的冰荷載及與其的動力相互作用，也是目前尚未解決的課題。在海冰力學的研究中，除進行理論分析和數值模擬外，實驗研究也是一個重要的手段。在實驗研究中，模型冰可采用凍結模型冰和非凍結模型冰來進行，它們各有其優缺點，發展這兩種技術是海冰力學研究中的一個課題。

我國是一個多地震的國家，海域中時有地震發生。強烈的地震將有可能是海上工程設施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結構物（海洋平臺、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等）發生破壞，除其直接經濟損失極大外，其次生災害——火災、環境污染等的后果也不堪設想。

近年環太平洋地區地震的頻度和強度都在上升，造成重大災害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特別是抗震防災的基本原理和減震技術措施需要認真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應和振動破壞機理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明，地震及由此引發的巨浪共同作用對水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴重。水工建筑物的這類破壞機理，至今國內外對此都很少研究，且由于試驗條件的限制，國內外對此方面的試驗研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個新領域。

以下的一些研究內容將是為解決海洋工程設施抗震措施中的關鍵技術所必需考慮的，如近海環境地震危險性分析，設計地震動參數和頻譜特性，強震海底多維地震動及其空間分布規律，地震波傳播特性及地震動輸入機理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考慮周圍水介質影響的結構振動破壞機理、振動控制、地震動時頗聯合分析模型和輸入機制、非線性動力分析和動力破壞試驗；核電站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平臺及地下輸油管線與地基土動力相互作用，碼頭及護岸建筑物地震穩定性；海域中水工建筑物的性能設計和地震設防標準等。

海上水工建筑物在長期運行過程中健康狀況逐漸惡化，其損傷主要來自兩個方面：其一是結構的老化、疲勞、超載、內部損傷（裂縫）、地基沉降變形以及環境的物理化學損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設計不周或設計標準偏低，施工質量差，原材料不合格，管理維護不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對國民經濟的發展造成重大的影響。

因此，發展以下的一些技術和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環境荷載在幅值。時間及方向上的隨機性所導致結構安全的不確定性情況下，對現役海洋工程結構進行健康診斷和評估剩余可靠度的理論；結構健康狀態及損傷檢測的新技術和新方法；結構病害治理用的新材料、新技術和新方法；海洋工程結構在多種復雜海洋環境條件下（風、浪、流、冰、地震等）的可靠度和優化理論研究，設計與建造新型抗災工程結構；研究和設計使海洋工程結構物在設計使用期限內有足夠的安全度，而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。

為了及時掌握海洋環境的風云變幻和災害的可能來臨，發展海洋環境及災害的預報技術是非常必要的。為此需要建立以下一些系統，如建立由近海到遠海的海洋環境及災害觀測網絡、預報與預警系統、沿岸防災準備和各類應急處理系統；以主要海域和海岸帶區域經濟發展為背景，進行重點研究，建立數字化的海洋環境信息系統模型與結構；以及建立海岸和近海工程設施防災減災數字信息系統，將海岸和近海工程與網絡技術人算機技術、遙感技術、地理信息系統、全球定位系統相結合，建立數學物理模型，通過多媒體技術，形象化地描述災害成因、發生機理、傳播規律、模擬災害破壞的過程，建成智能化的防災、抗災和減災決策支持系統。

三、海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用及防治措施與對策為了充分利用海洋空間，現代海洋空間利用除傳統的港口和海洋運輸外，正在向海上人造城市、發電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發展。

人們現已在建造或設計海上生產、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結構和海底工程，估計到21世紀，可能出現能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經在海上建成了人工島海上機場。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等，日本已經于99年8月在東京灣用6塊380米長，60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機場。

由此可見，隨著海洋資源與空間的開發利用，各類海上工程建筑物數量不斷增多、規模日益復雜和龐大，保證這些海上工程設施的安全運行及采取海洋工程防災減災措施將越來越重要。海岸帶和近岸海域是各種動力因素最復雜的地區，但同時又是經濟活動最為發達的地區，海上工程建設如果考慮不當將會在一定程度上引發環境災害。工程設施可能破壞原有海岸帶的動態平衡，影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會改變海岸的形態，破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地，若對含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當則會造成二次污染。海上石油生產中的溢油事故將對海洋環境造成極其嚴重的污染。日益增多的海上退役工程設施如果不及時處理也將會逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災減災的任務是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災害帶來的報失，另一方面又要避免人為造成的海洋環境災害。

隨著人類對海洋資源的不斷開發和利用，海洋環境保護與人類生產實踐活動協調發展日顯重要。如港口開發中的環境問題，主要內容包括：航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運及其疏浚物拋放對海洋環境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結構的環境和生態影響；破波帶及其附近水域沿岸流對物質輸運擴散規律研究；大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環境的變遷和海岸演變；海岸演變、防護及開發利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動力學、生態學、社會經濟學及與環境關系的綜合分析與協調。

篇4

隨著沿海經濟的迅猛發展，近海海域遭到越來越嚴重的污染，使海域環境質量明顯下降，生態環境日趨惡化，并對生物資源和人體健康產生有害影響。近海水域的污染已成為世界各國，特別是象我國這樣具有相當長的海岸線和眾多海灣的國家所共同關心的環境問題。海洋經濟的發展還面臨嚴酷的海洋自然環境，海洋災害直接影響著海洋經濟的發展規模、速度和效益，精確預報海洋災害的發生、發展和應該采取何種防災、抗災和減災工程措施，也成為嚴重關注的環境問題。為了開發海洋中的空間、礦產、漁業、能源等物質資源，需要在海上進行各類工程建設，在目前科技日益發展的情況下，工程建設的規模日益巨大，這些大規模的工程建設和海洋環境之間的相互作用也將是開發海洋中的一個應引起特別關注的重要問題。為了適應我國海洋經濟的快速發展，海洋環境的日益惡化，海洋災害的頻發和海洋工程向大型化發展，近海石油氣田的開發，以及海岸帶開發過程中的后效問題的研究需要，針對我國重大海洋環境與保護問題開展研究是十分必要和迫切的。

在這方面，重點需要開展的研究課題大體上有三類。第一類課題是海洋環境特征對各類污染物作用的機理和規律研究，第二類課題是海洋工程設施防災、抗災和減災研究，第三類課題是海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用吸防治措施與對策。

一、海洋環境特征對各類污染物的作用機理和規律研究

以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、轉化規律的研究為基礎，考慮各種自然環境因素（浪、流、風、光、溫度、濕度）、物理因素（擴散、揮發、沉降、吸附、釋放）、化學因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復雜條件下的運動及演變規律，并建立海洋水質預測預報模型。此外，近年來，在我國沿海海域，赤潮頻發嚴重。因此，除了加強赤潮的監測和預報外，也應加強在建立赤潮生長機理和發展規律方面的研究工作。

此項研究應通過現場觀測、物理模型實驗和數學模擬研究相結合的方法來進行。由于現場觀測工作耗資巨大，且受到許多客觀條件的限制，所獲得的數據往往有許多綜合因素的共同作用，很難將其中的單因素影響分離出來，因此，往往只能用它來作為對某一水質預測預報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。

用數學模擬方法來建立海洋水質預測預報模型是一個較為有效的方法。目前，在這方面國內外已有不少水質預測預報模型，這些水質預測預報模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數學模型；波浪數學模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉化數學模型。

在水流數學模型研究方面，對于較大范圍的海域，通常可采用深度平均的潮流教學模型，對于紊動影響不顯著的海域，可不考慮湍流影響，而對于湍流效應顯著的區域，如排污口近區，則應考慮湍流效應。此外，采用坐標變換，可建立一種能夠考慮復雜地形和套流效應的三維潮流數學模型，這樣才能夠較好地重現實際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數學模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型為基礎，針對水溫和鹽度分層流的流動特性，考慮浮力對紊動的影響，建立用于模擬同時存在溫度和鹽度梯度這一類密度分層流的k－（單流體數學模型。也可以基于多流體模型的基本概念，分別對兩相本身的湍流輸運規律以及相間相互作用規律進行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數學模型。

在波浪數學模型研究方面，可應用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數方程組，以提高求解效率。從水波發展方程出發，可導出一種用于大區域波浪變形問題的數學模型。通過引入弱非線性波色散關系，可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應。對高階Boussinesq方程的進一步研究，可使方程的色激性從入水到深水都達到很高精度，并提高方程的非線性精度，可以更精確的計算較深水域波浪的非線性特征。

針對帶自由表面的波浪場問題，通過把能有效模擬自由面形態的N— S方程和波能平衡方程的結合，可導出一個能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程，用這個方程可模擬規則波和不規則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數學模型，可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面，對于弱流情形，可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型；對于強流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型。可以將輻射應力的計算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯系起來，建立一種輻射應力計算的新方法，用該方法可對較大區域均勻斜坡地形上的波浪輻射應力進行數值模擬。

在近海海域污染物遷移轉化數學模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應力一通量代數全場模型，可對非對稱潮流作用下的側向岸邊排放問題過分數值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉化的三維預報系統作為目標，在分析近海環境中各種物理、化學和生物現象的基礎上，針對近海海域水污染的特點，從三維湍流模型出發，在動量方程中引入表面風應力、底部切應力以及柯氏力的作用；在輸運方程中引入反映物理、化學、生物等作用的源、匯項，可建立一個統一考慮物理、化學和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉化的三維預報模型，它可為環境評價、水質規劃、污染控制以及水域排污工程設計等提供重要的科學依據；同時對確定水域環境容量，從而制定水域環境保護策略，也具有十分重要的理論價值和應用前景。

應該指出，在海洋水質預測預報模型研究方面，數學模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數學模型，其模型中所需的必要參數和邊界條件的處理是研究水質模型的技術關鍵，直接影響到水質模型的科學性和預測能力。而這些必要的數據是無法從數學模型本身來取得的，有些可以通過現場觀測來得到，但其中一些最基本的卷數是要通過基本機理的研究才能得到，在這方面物理模型實驗研究將是一個有效的手段。

能模擬海洋動力因素的先進實驗設備，現代化的量測儀器和測試系統是開展物理模型實驗研究的必備條件。進一步完善PIV和LIF的濃度場、速度場同步測量系統，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直結構，獲得流場中水質點速度的空間分布和時間過程；并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場的空間及時間變化過程，可用以分析定量污染物團在波浪及波流相互作用下擴散的基本特征和擴散系數。

二、海洋災害的精確預報及海洋工程設施防災、抗災和減災的研究

海洋災害主要包括風暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。90年代以來，我國海洋災害所造成的損失每年達上百億元人民幣，是世界上海洋災害最嚴重的國家之一。海洋工程結構的投資費用很高，一旦發生破壞，將會造成重大的人員傷亡和巨額財產損失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺，1989年風暴潮損失超6億元，1991年DB29銷管船在南海通臺風翻沉等）。當前我國海洋能源開發與海洋空間利用的絕大部分活動是在近海和極淺海海域。為了保證在這些海域所建造的工程設施能夠安全服役免遭破壞，面臨的首要問題是弄清這一海域中嚴酷和復雜多變的環境因素。我國東臨西北太平洋，每年出現的臺風數目占全球的38%，其中對我國可能造成災害的臺風每年有7—8個。每當臺風在我國登陸或接近我國沿海通過時，都會在沿岸局部地區產生風暴潮，形成風暴潮災害。

在我國北方海域（渤海和北黃海），冬季由于受寒潮影響，沿岸地區每年都有結冰現象，結冰嚴重的年份則出現冰害。若對這些海洋災害估計不足將會帶來巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成，不但可給結構物以強大的冰壓力，而且由于冰激引起的振動作用，也會給海洋平臺的使用和安全帶來巨大的損害。而冰區溢油的遷移規律及預防和清理技術，至今尚未進行過深入的研究。對近岸大面積冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都會引起海冰的斷裂，斷裂后冰塊的尺度直接影響其對結構物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺，為了抵抗冰害，往往建成正、倒錐體的結構型式，冰排對錐體結構的冰荷載及與其的動力相互作用，也是目前尚未解決的課題。在海冰力學的研究中，除進行理論分析和數值模擬外，實驗研究也是一個重要的手段。在實驗研究中，模型冰可采用凍結模型冰和非凍結模型冰來進行，它們各有其優缺點，發展這兩種技術是海冰力學研究中的一個課題。

我國是一個多地震的國家，海域中時有地震發生。強烈的地震將有可能是海上工程設施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結構物（海洋平臺、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等）發生破壞，除其直接經濟損失極大外，其次生災害——火災、環境污染等的后果也不堪設想。

近年環太平洋地區地震的頻度和強度都在上升，造成重大災害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特別是抗震防災的基本原理和減震技術措施需要認真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應和振動破壞機理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明，地震及由此引發的巨浪共同作用對水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴重。水工建筑物的這類破壞機理，至今國內外對此都很少研究，且由于試驗條件的限制，國內外對此方面的試驗研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個新領域。

以下的一些研究內容將是為解決海洋工程設施抗震措施中的關鍵技術所必需考慮的，如近海環境地震危險性分析，設計地震動參數和頻譜特性，強震海底多維地震動及其空間分布規律，地震波傳播特性及地震動輸入機理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考慮周圍水介質影響的結構振動破壞機理、振動控制、地震動時頗聯合分析模型和輸入機制、非線性動力分析和動力破壞試驗；核電站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平臺及地下輸油管線與地基土動力相互作用，碼頭及護岸建筑物地震穩定性；海域中水工建筑物的性能設計和地震設防標準等。

海上水工建筑物在長期運行過程中健康狀況逐漸惡化，其損傷主要來自兩個方面：其一是結構的老化、疲勞、超載、內部損傷（裂縫）、地基沉降變形以及環境的物理化學損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設計不周或設計標準偏低，施工質量差，原材料不合格，管理維護不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對國民經濟的發展造成重大的影響。

因此，發展以下的一些技術和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環境荷載在幅值。時間及方向上的隨機性所導致結構安全的不確定性情況下，對現役海洋工程結構進行健康診斷和評估剩余可靠度的理論；結構健康狀態及損傷檢測的新技術和新方法；結構病害治理用的新材料、新技術和新方法；海洋工程結構在多種復雜海洋環境條件下（風、浪、流、冰、地震等）的可靠度和優化理論研究，設計與建造新型抗災工程結構；研究和設計使海洋工程結構物在設計使用期限內有足夠的安全度，而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。

為了及時掌握海洋環境的風云變幻和災害的可能來臨，發展海洋環境及災害的預報技術是非常必要的。為此需要建立以下一些系統，如建立由近海到遠海的海洋環境及災害觀測網絡、預報與預警系統、沿岸防災準備和各類應急處理系統；以主要海域和海岸帶區域經濟發展為背景，進行重點研究，建立數字化的海洋環境信息系統模型與結構；以及建立海岸和近海工程設施防災減災數字信息系統，將海岸和近海工程與網絡技術人算機技術、遙感技術、地理信息系統、全球定位系統相結合，建立數學物理模型，通過多媒體技術，形象化地描述災害成因、發生機理、傳播規律、模擬災害破壞的過程，建成智能化的防災、抗災和減災決策支持系統。

三、海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用及防治措施與對策

為了充分利用海洋空間，現代海洋空間利用除傳統的港口和海洋運輸外，正在向海上人造城市、發電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發展。人們現已在建造或設計海上生產、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結構和海底工程，估計到21世紀，可能出現能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經在海上建成了人工島海上機場。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等，日本已經于99年8月在東京灣用6塊380米長，60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機場。

由此可見，隨著海洋資源與空間的開發利用，各類海上工程建筑物數量不斷增多、規模日益復雜和龐大，保證這些海上工程設施的安全運行及采取海洋工程防災減災措施將越來越重要。海岸帶和近岸海域是各種動力因素最復雜的地區，但同時又是經濟活動最為發達的地區，海上工程建設如果考慮不當將會在一定程度上引發環境災害。工程設施可能破壞原有海岸帶的動態平衡，影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會改變海岸的形態，破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地，若對含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當則會造成二次污染。海上石油生產中的溢油事故將對海洋環境造成極其嚴重的污染。日益增多的海上退役工程設施如果不及時處理也將會逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災減災的任務是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災害帶來的報失，另一方面又要避免人為造成的海洋環境災害。

隨著人類對海洋資源的不斷開發和利用，海洋環境保護與人類生產實踐活動協調發展日顯重要。如港口開發中的環境問題，主要內容包括：航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運及其疏浚物拋放對海洋環境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結構的環境和生態影響；破波帶及其附近水域沿岸流對物質輸運擴散規律研究；大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環境的變遷和海岸演變；海岸演變、防護及開發利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動力學、生態學、社會經濟學及與環境關系的綜合分析與協調。

隨著沿海大、中型城市經濟建設的快速發展，城平建設中的污水深海排放技術，感潮水域污水多點排放漂移擴散研究，天然海灣、人工湖及人工運河的水質交換能力，人工沙灘的保護措施，灘涂圍墾對水域環境的影響等，都將是需要認真解決的問題。

篇5

海洋工程與海洋環境相互作用隨著沿海經濟的迅猛發展，近海海域遭到越來越嚴重的污染，使海域環境質量明顯下降，生態環境日趨惡化，并對生物資源和人體健康產生有害影響。近海水域的污染已成為世界各國，特別是象我國這樣具有相當長的海岸線和眾多海灣的國家所共同關心的環境問題。海洋經濟的發展還面臨嚴酷的海洋自然環境，海洋災害直接影響著海洋經濟的發展規模、速度和效益，精確預報海洋災害的發生、發展和應該采取何種防災、抗災和減災工程措施，也成為嚴重關注的環境問題。為了開發海洋中的空間、礦產、漁業、能源等物質資源，需要在海上進行各類工程建設，在目前科技日益發展的情況下，工程建設的規模日益巨大，這些大規模的工程建設和海洋環境之間的相互作用也將是開發海洋中的一個應引起特別關注的重要問題。為了適應我國海洋經濟的快速發展，海洋環境的日益惡化，海洋災害的頻發和海洋工程向大型化發展，近海石油氣田的開發，以及海岸帶開發過程中的后效問題的研究需要，針對我國重大海洋環境與保護問題開展研究是十分必要和迫切的。

在這方面，重點需要開展的研究課題大體上有三類。第一類課題是海洋環境特征對各類污染物作用的機理和規律研究，第二類課題是海洋工程設施防災、抗災和減災研究，第三類課題是海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用吸防治措施與對策。

一、海洋環境特征

對各類污染物的作用機理和規律研究以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、轉化規律的研究為基礎，考慮各種自然環境因素（浪、流、風、光、溫度、濕度）、物理因素（擴散、揮發、沉降、吸附、釋放）、化學因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復雜條件下的運動及演變規律，并建立海洋水質預測預報模型。此外，近年來，在我國沿海海域，赤潮頻發嚴重。因此，除了加強赤潮的監測和預報外，也應加強在建立赤潮生長機理和發展規律方面的研究工作。

此項研究應通過現場觀測、物理模型實驗和數學模擬研究相結合的方法來進行。由于現場觀測工作耗資巨大，且受到許多客觀條件的限制，所獲得的數據往往有許多綜合因素的共同作用，很難將其中的單因素影響分離出來，因此，往往只能用它來作為對某一水質預測預報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。

用數學模擬方法來建立海洋水質預測預報模型是一個較為有效的方法。目前，在這方面國內外已有不少水質預測預報模型，這些水質預測預報模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數學模型；波浪數學模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉化數學模型。

在水流數學模型研究方面，對于較大范圍的海域，通常可采用深度平均的潮流教學模型，對于紊動影響不顯著的海域，可不考慮湍流影響，而對于湍流效應顯著的區域，如排污口近區，則應考慮湍流效應。此外，采用坐標變換，可建立一種能夠考慮復雜地形和套流效應的三維潮流數學模型，這樣才能夠較好地重現實際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數學模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型為基礎，針對水溫和鹽度分層流的流動特性，考慮浮力對紊動的影響，建立用于模擬同時存在溫度和鹽度梯度這一類密度分層流的k－（單流體數學模型。也可以基于多流體模型的基本概念，分別對兩相本身的湍流輸運規律以及相間相互作用規律進行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數學模型。

在波浪數學模型研究方面，可應用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數方程組，以提高求解效率。從水波發展方程出發，可導出一種用于大區域波浪變形問題的數學模型。通過引入弱非線性波色散關系，可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應。對高階Boussinesq方程的進一步研究，可使方程的色激性從入水到深水都達到很高精度，并提高方程的非線性精度，可以更精確的計算較深水域波浪的非線性特征。

針對帶自由表面的波浪場問題，通過把能有效模擬自由面形態的N—S方程和波能平衡方程的結合，可導出一個能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程，用這個方程可模擬規則波和不規則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數學模型，可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面，對于弱流情形，可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型；對于強流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型。可以將輻射應力的計算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯系起來，建立一種輻射應力計算的新方法，用該方法可對較大區域均勻斜坡地形上的波浪輻射應力進行數值模擬。

在近海海域污染物遷移轉化數學模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應力一通量代數全場模型，可對非對稱潮流作用下的側向岸邊排放問題過分數值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉化的三維預報系統作為目標，在分析近海環境中各種物理、化學和生物現象的基礎上，針對近海海域水污染的特點，從三維湍流模型出發，在動量方程中引入表面風應力、底部切應力以及柯氏力的作用；在輸運方程中引入反映物理、化學、生物等作用的源、匯項，可建立一個統一考慮物理、化學和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉化的三維預報模型，它可為環境評價、水質規劃、污染控制以及水域排污工程設計等提供重要的科學依據；同時對確定水域環境容量，從而制定水域環境保護策略，也具有十分重要的理論價值和應用前景。

應該指出，在海洋水質預測預報模型研究方面，數學模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數學模型，其模型中所需的必要參數和邊界條件的處理是研究水質模型的技術關鍵，直接影響到水質模型的科學性和預測能力。而這些必要的數據是無法從數學模型本身來取得的，有些可以通過現場觀測來得到，但其中一些最基本的卷數是要通過基本機理的研究才能得到，在這方面物理模型實驗研究將是一個有效的手段。

能模擬海洋動力因素的先進實驗設備，現代化的量測儀器和測試系統是開展物理模型實驗研究的必備條件。進一步完善PIV和LIF的濃度場、速度場同步測量系統，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直結構，獲得流場中水質點速度的空間分布和時間過程；并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場的空間及時間變化過程，可用以分析定量污染物團在波浪及波流相互作用下擴散的基本特征和擴散系數。

二、海洋災害的精確預報及海洋工程設施防災、抗災和減災的研究海洋災害主要包括風暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。

90年代以來，我國海洋災害所造成的損失每年達上百億元人民幣，是世界上海洋災害最嚴重的國家之一。海洋工程結構的投資費用很高，一旦發生破壞，將會造成重大的人員傷亡和巨額財產損失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺，1989年風暴潮損失超6億元，1991年DB29銷管船在南海通臺風翻沉等）。當前我國海洋能源開發與海洋空間利用的絕大部分活動是在近海和極淺海海域。為了保證在這些海域所建造的工程設施能夠安全服役免遭破壞，面臨的首要問題是弄清這一海域中嚴酷和復雜多變的環境因素。我國東臨西北太平洋，每年出現的臺風數目占全球的38%，其中對我國可能造成災害的臺風每年有7—8個。每當臺風在我國登陸或接近我國沿海通過時，都會在沿岸局部地區產生風暴潮，形成風暴潮災害。

在我國北方海域（渤海和北黃海），冬季由于受寒潮影響，沿岸地區每年都有結冰現象，結冰嚴重的年份則出現冰害。若對這些海洋災害估計不足將會帶來巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成，不但可給結構物以強大的冰壓力，而且由于冰激引起的振動作用，也會給海洋平臺的使用和安全帶來巨大的損害。而冰區溢油的遷移規律及預防和清理技術，至今尚未進行過深入的研究。對近岸大面積冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都會引起海冰的斷裂，斷裂后冰塊的尺度直接影響其對結構物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺，為了抵抗冰害，往往建成正、倒錐體的結構型式，冰排對錐體結構的冰荷載及與其的動力相互作用，也是目前尚未解決的課題。在海冰力學的研究中，除進行理論分析和數值模擬外，實驗研究也是一個重要的手段。在實驗研究中，模型冰可采用凍結模型冰和非凍結模型冰來進行，它們各有其優缺點，發展這兩種技術是海冰力學研究中的一個課題。

我國是一個多地震的國家，海域中時有地震發生。強烈的地震將有可能是海上工程設施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結構物（海洋平臺、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等）發生破壞，除其直接經濟損失極大外，其次生災害——火災、環境污染等的后果也不堪設想。

近年環太平洋地區地震的頻度和強度都在上升，造成重大災害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特別是抗震防災的基本原理和減震技術措施需要認真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應和振動破壞機理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明，地震及由此引發的巨浪共同作用對水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴重。水工建筑物的這類破壞機理，至今國內外對此都很少研究，且由于試驗條件的限制，國內外對此方面的試驗研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個新領域。

以下的一些研究內容將是為解決海洋工程設施抗震措施中的關鍵技術所必需考慮的，如近海環境地震危險性分析，設計地震動參數和頻譜特性，強震海底多維地震動及其空間分布規律，地震波傳播特性及地震動輸入機理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考慮周圍水介質影響的結構振動破壞機理、振動控制、地震動時頗聯合分析模型和輸入機制、非線性動力分析和動力破壞試驗；核電站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平臺及地下輸油管線與地基土動力相互作用，碼頭及護岸建筑物地震穩定性；海域中水工建筑物的性能設計和地震設防標準等。

海上水工建筑物在長期運行過程中健康狀況逐漸惡化，其損傷主要來自兩個方面：其一是結構的老化、疲勞、超載、內部損傷（裂縫）、地基沉降變形以及環境的物理化學損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設計不周或設計標準偏低，施工質量差，原材料不合格，管理維護不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對國民經濟的發展造成重大的影響。

因此，發展以下的一些技術和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環境荷載在幅值。時間及方向上的隨機性所導致結構安全的不確定性情況下，對現役海洋工程結構進行健康診斷和評估剩余可靠度的理論；結構健康狀態及損傷檢測的新技術和新方法；結構病害治理用的新材料、新技術和新方法；海洋工程結構在多種復雜海洋環境條件下（風、浪、流、冰、地震等）的可靠度和優化理論研究，設計與建造新型抗災工程結構；研究和設計使海洋工程結構物在設計使用期限內有足夠的安全度，而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。

為了及時掌握海洋環境的風云變幻和災害的可能來臨，發展海洋環境及災害的預報技術是非常必要的。為此需要建立以下一些系統，如建立由近海到遠海的海洋環境及災害觀測網絡、預報與預警系統、沿岸防災準備和各類應急處理系統；以主要海域和海岸帶區域經濟發展為背景，進行重點研究，建立數字化的海洋環境信息系統模型與結構；以及建立海岸和近海工程設施防災減災數字信息系統，將海岸和近海工程與網絡技術人算機技術、遙感技術、地理信息系統、全球定位系統相結合，建立數學物理模型，通過多媒體技術，形象化地描述災害成因、發生機理、傳播規律、模擬災害破壞的過程，建成智能化的防災、抗災和減災決策支持系統。

三、海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用及防治措施與對策為了充分利用海洋空間，現代海洋空間利用除傳統的港口和海洋運輸外，正在向海上人造城市、發電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發展。

人們現已在建造或設計海上生產、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結構和海底工程，估計到21世紀，可能出現能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經在海上建成了人工島海上機場。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等，日本已經于99年8月在東京灣用6塊380米長，60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機場。

由此可見，隨著海洋資源與空間的開發利用，各類海上工程建筑物數量不斷增多、規模日益復雜和龐大，保證這些海上工程設施的安全運行及采取海洋工程防災減災措施將越來越重要。海岸帶和近岸海域是各種動力因素最復雜的地區，但同時又是經濟活動最為發達的地區，海上工程建設如果考慮不當將會在一定程度上引發環境災害。工程設施可能破壞原有海岸帶的動態平衡，影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會改變海岸的形態，破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地，若對含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當則會造成二次污染。海上石油生產中的溢油事故將對海洋環境造成極其嚴重的污染。日益增多的海上退役工程設施如果不及時處理也將會逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災減災的任務是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災害帶來的報失，另一方面又要避免人為造成的海洋環境災害。

隨著人類對海洋資源的不斷開發和利用，海洋環境保護與人類生產實踐活動協調發展日顯重要。如港口開發中的環境問題，主要內容包括：航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運及其疏浚物拋放對海洋環境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結構的環境和生態影響；破波帶及其附近水域沿岸流對物質輸運擴散規律研究；大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環境的變遷和海岸演變；海岸演變、防護及開發利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動力學、生態學、社會經濟學及與環境關系的綜合分析與協調。

篇6

隨著沿海經濟的迅猛發展,近海海域遭到越來越嚴重的污染,使海域環境質量明顯下降,生態環境日趨惡化,并對生物資源和人體健康產生有害影響。近海水域的污染已成為世界各國,特別是象我國這樣具有相當長的海岸線和眾多海灣的國家所共同關心的環境問題。海洋經濟的發展還面臨嚴酷的海洋自然環境,海洋災害直接影響著海洋經濟的發展規模、速度和效益,精確預報海洋災害的發生、發展和應該采取何種防災、抗災和減災工程措施,也成為嚴重關注的環境問題。為了開發海洋中的空間、礦產、漁業、能源等物質資源,需要在海上進行各類工程建設,在目前科技日益發展的情況下,工程建設的規模日益巨大,這些大規模的工程建設和海洋環境之間的相互作用也將是開發海洋中的一個應引起特別關注的重要問題。為了適應我國海洋經濟的快速發展,海洋環境的日益惡化,海洋災害的頻發和海洋工程向大型化發展,近海石油氣田的開發,以及海岸帶開發過程中的后效問題的研究需要,針對我國重大海洋環境與保護問題開展研究是十分必要和迫切的。

在這方面,重點需要開展的研究課題大體上有三類。第一類課題是海洋環境特征對各類污染物作用的機理和規律研究,第二類課題是海洋工程設施防災、抗災和減災研究,第三類課題是海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用吸防治措施與對策。

一、海洋環境特征對各類污染物的作用機理和規律研究

以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、轉化規律的研究為基礎,考慮各種自然環境因素(浪、流、風、光、溫度、濕度)、物理因素(擴散、揮發、沉降、吸附、釋放)、化學因素、生物因素的作用,揭示污染物在海洋復雜條件下的運動及演變規律,并建立海洋水質預測預報模型。此外,近年來,在我國沿海海域,赤潮頻發嚴重。因此,除了加強赤潮的監測和預報外,也應加強在建立赤潮生長機理和發展規律方面的研究工作。

此項研究應通過現場觀測、物理模型實驗和數學模擬研究相結合的方法來進行。由于現場觀測工作耗資巨大,且受到許多客觀條件的限制,所獲得的數據往往有許多綜合因素的共同作用,很難將其中的單因素影響分離出來,因此,往往只能用它來作為對某一水質預測預報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。

用數學模擬方法來建立海洋水質預測預報模型是一個較為有效的方法。目前,在這方面國內外已有不少水質預測預報模型,這些水質預測預報模型大體上都基于以下幾方面的模型:水流數學模型;波浪數學模型;液流相互作用模型;近海海域污染物遷移轉化數學模型。

在水流數學模型研究方面,對于較大范圍的海域,通常可采用深度平均的潮流教學模型,對于紊動影響不顯著的海域,可不考慮湍流影響,而對于湍流效應顯著的區域,如排污口近區,則應考慮湍流效應。此外,采用坐標變換,可建立一種能夠考慮復雜地形和套流效應的三維潮流數學模型,這樣才能夠較好地重現實際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域,水流數學模型可以以N-S方程和通用的k-(湍流模型為基礎,針對水溫和鹽度分層流的流動特性,考慮浮力對紊動的影響,建立用于模擬同時存在溫度和鹽度梯度這一類密度分層流的k-(單流體數學模型。也可以基于多流體模型的基本概念,分別對兩相本身的湍流輸運規律以及相間相互作用規律進行模擬,建立兩相湍浮力分層流的雙流體數學模型。

在波浪數學模型研究方面,可應用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數方程組,以提高求解效率。從水波發展方程出發,可導出一種用于大區域波浪變形問題的數學模型。通過引入弱非線性波色散關系,可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應。對高階Boussinesq方程的進一步研究,可使方程的色激性從入水到深水都達到很高精度,并提高方程的非線性精度,可以更精確的計算較深水域波浪的非線性特征。

針對帶自由表面的波浪場問題,通過把能有效模擬自由面形態的N— S方程和波能平衡方程的結合,可導出一個能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程,用這個方程可模擬規則波和不規則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數學模型,可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面,對于弱流情形,可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型;對于強流情形,可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型。可以將輻射應力的計算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯系起來,建立一種輻射應力計算的新方法,用該方法可對較大區域均勻斜坡地形上的波浪輻射應力進行數值模擬。

在近海海域污染物遷移轉化數學模型研究方面,基于N一S方程所建立的深度平均的二維應力一通量代數全場模型,可對非對稱潮流作用下的側向岸邊排放問題過分數值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉化的三維預報系統作為目標,在分析近海環境中各種物理、化學和生物現象的基礎上,針對近海海域水污染的特點,從三維湍流模型出發,在動量方程中引入表面風應力、底部切應力以及柯氏力的作用;在輸運方程中引入反映物理、化學、生物等作用的源、匯項,可建立一個統一考慮物理、化學和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉化的三維預報模型,它可為環境評價、水質規劃、污染控制以及水域排污工程設計等提供重要的科學依據;同時對確定水域環境容量,從而制定水域環境保護策略,也具有十分重要的理論價值和應用前景。

應該指出,在海洋水質預測預報模型研究方面,數學模擬無疑是一種十分有效的手段,但不論是何種數學模型,其模型中所需的必要參數和邊界條件的處理是研究水質模型的技術關鍵,直接影響到水質模型的科學性和預測能力。而這些必要的數據是無法從數學模 型本身來取得的,有些可以通過現場觀測來得到,但其中一些最基本的卷數是要通過基本機理的研究才能得到,在這方面物理模型實驗研究將是一個有效的手段。

能模擬海洋動力因素的先進實驗設備,現代化的量測儀器和測試系統是開展物理模型實驗研究的必備條件。進一步完善PIV和LIF的濃度場、速度場同步測量系統,可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直結構,獲得流場中水質點速度的空間分布和時間過程;并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場的空間及時間變化過程,可用以分析定量污染物團在波浪及波流相互作用下擴散的基本特征和擴散系數。

二、海洋災害的精確預報及海洋工程設施防災、抗災和減災的研究

海洋災害主要包括風暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。90年代以來,我國海洋災害所造成的損失每年達上百億元人民幣,是世界上海洋災害最嚴重的國家之一。海洋工程結構的投資費用很高,一旦發生破壞,將會造成重大的人員傷亡和巨額財產損失(如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺,1989年風暴潮損失超6億元,1991年DB29銷管船在南海通臺風翻沉等)。當前我國海洋能源開發與海洋空間利用的絕大部分活動是在近海和極淺海海域。為了保證在這些海域所建造的工程設施能夠安全服役免遭破壞,面臨的首要問題是弄清這一海域中嚴酷和復雜多變的環境因素。我國東臨西北太平洋,每年出現的臺風數目占全球的38%,其中對我國可能造成災害的臺風每年有7—8個。每當臺風在我國登陸或接近我國沿海通過時,都會在沿岸局部地區產生風暴潮,形成風暴潮災害。

在我國北方海域(渤海和北黃海),冬季由于受寒潮影響,沿岸地區每年都有結冰現象,結冰嚴重的年份則出現冰害。若對這些海洋災害估計不足將會帶來巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成,不但可給結構物以強大的冰壓力,而且由于冰激引起的振動作用,也會給海洋平臺的使用和安全帶來巨大的損害。而冰區溢油的遷移規律及預防和清理技術,至今尚未進行過深入的研究。對近岸大面積冰排和海上浮冰,在波浪、潮汐作用下都會引起海冰的斷裂,斷裂后冰塊的尺度直接影響其對結構物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺,為了抵抗冰害,往往建成正、倒錐體的結構型式,冰排對錐體結構的冰荷載及與其的動力相互作用,也是目前尚未解決的課題。在海冰力學的研究中,除進行理論分析和數值模擬外,實驗研究也是一個重要的手段。在實驗研究中,模型冰可采用凍結模型冰和非凍結模型冰來進行,它們各有其優缺點,發展這兩種技術是海冰力學研究中的一個課題。

我國是一個多地震的國家,海域中時有地震發生。強烈的地震將有可能是海上工程設施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結構物(海洋平臺、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等)發生破壞,除其直接經濟損失極大外,其次生災害——火災、環境污染等的后果也不堪設想。

近年環太平洋地區地震的頻度和強度都在上升,造成重大災害。大型海上工程在地震作用下的安全性,特別是抗震防災的基本原理和減震技術措施需要認真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應和振動破壞機理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明,地震及由此引發的巨浪共同作用對水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴重。水工建筑物的這類破壞機理,至今國內外對此都很少研究,且由于試驗條件的限制,國內外對此方面的試驗研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個新領域。

以下的一些研究內容將是為解決海洋工程設施抗震措施中的關鍵技術所必需考慮的,如近海環境地震危險性分析,設計地震動參數和頻譜特性,強震海底多維地震動及其空間分布規律,地震波傳播特性及地震動輸入機理;海域中大型海上水工建筑物在地震作用下,考慮周圍水介質影響的結構振動破壞機理、振動控制、地震動時頗聯合分析模型和輸入機制、非線性動力分析和動力破壞試驗;核電站海域工程建筑物抗地震性能,海洋采油平臺及地下輸油管線與地基土動力相互作用,碼頭及護岸建筑物地震穩定性;海域中水工建筑物的性能設計和地震設防標準等。

海上水工建筑物在長期運行過程中健康狀況逐漸惡化,其損傷主要來自兩個方面:其一是結構的老化、疲勞、超載、內部損傷(裂縫)、地基沉降變形以及環境的物理化學損傷(低溫、凍融、大氣侵蝕)等;其二是設計不周或設計標準偏低,施工質量差,原材料不合格,管理維護不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對國民經濟的發展造成重大的影響。

因此,發展以下的一些技術和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環境荷載在幅值。時間及方向上的隨機性所導致結構安全的不確定性情況下,對現役海洋工程結構進行健康診斷和評估剩余可靠度的理論;結構健康狀態及損傷檢測的新技術和新方法;結構病害治理用的新材料、新技術和新方法;海洋工程結構在多種復雜海洋環境條件下(風、浪、流、冰、地震等)的可靠度和優化理論研究,設計與建造新型抗災工程結構;研究和設計使海洋工程結構物在設計使用期限內有足夠的安全度,而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。

為了及時掌握海洋環境的風云變幻和災害的可能來臨,發展海洋環境及災害的預報技術是非常必要的。為此需要建立以下一些系統,如建立由近海到遠海的海洋環境及災害觀測網絡、預報與預警系統、沿岸防災準備和各類應急處理系統;以主要海域和海岸帶區域經濟發展為背景,進行重點研究,建立數字化的海洋環境信息系統模型與結構;以及建立海岸和近海工程設施防災減災數字信息系統,將海岸和近海工程與網絡技術人算機技術、遙感技術、地理信息系統、全球定位系統相結合,建立數學物理模型,通過多媒體技術,形象化地描述災害成因、發生機理、傳播規律、模擬災害破壞的過程,建成智能化的防災、抗災和減災決策支持系統。

三、海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用及防治措施與對策

為了充分利用海洋空間,現代海洋空間利用除傳統的港口和海洋運輸外,正在向海上人造城市、發電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發展。人們現已在建造或設計海上生產、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結構和海底工程,估計到21世紀,可能出現能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經在海上建成了人工島海上機場。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等,日本已經于99年8月在東京灣用6塊380米長,60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機場。

由此可見,隨著海洋資源與空間的開發利用,各類海上工程建筑物數量不斷增多、規模日益復雜和龐大,保證這些海上工程設施的安全運行及采取海洋工程防災減災措施將越來越重要。海岸帶和近岸海域是各種動力因素最復雜的地區,但同時又是經濟活動最為發達的地區,海上工程建設如果考慮不當將會在一定程度上引發環境災害。工程設施可能破壞原有海岸帶的動態平衡,影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會改變海岸的形態,破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地,若對含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當則會造成二次污染。海上石油生產中的溢油事故將對海洋環境造成極其嚴重的污染。日益增多的海上退役工程設施如果不及時處理也將會逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災減災的任務是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災害帶來的報失,另一方面又要避免人為造成的海洋環境災害。

隨著人類對海洋資源的不斷開發和利用,海洋環境保護與人類生產實踐活動協調發展日顯重要。如港口開發中的環境問題,主要內容包括:航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運及其疏浚物拋放對海洋環境的影響,深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結構的環境和生態影響;破波帶及其附近水域沿岸流對物質輸運擴散規律研究;大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環境的變遷和海岸演變;海岸演變、防護及開發利用新概念的原則與理論,如由于工程措施所引起的海岸動力學、生態學、社會經濟學及與環境關系的綜合分析與協調。

篇7

獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（b）-0000-00

海平面變化與社會經濟和人類生活休戚相關。我國是個海洋大國，擁有約300萬平方公里的管轄海域，6500多個沿海島嶼，1.8萬公里長的大陸海岸線和1.4萬公里長的島嶼岸線[1]，沿海地區集中了全國約70%以上的大中城市和50%以上的人口。2012年我國海洋生產總值已達5萬億元以上，占國內生產總值9.6%，海洋藍色經濟對我國經濟可持續發展做出重要貢獻。然而隨著海平面的上升，沿海地區的風暴潮、海岸侵蝕、海水入侵等海洋災害逐漸加劇，這使得沿海地區經濟社會發展成果的脆弱性加大，影響了可持續發展和人們生活的安定。

1海岸侵蝕

海岸侵蝕是指海岸線位置的后退、岸灘下蝕的現象。我國主要有基巖海岸、珊瑚礁海岸、砂質海岸、淤泥質海岸四種類型，幾乎所有類型的海岸都有可能遭到侵蝕的威脅，砂質海岸侵蝕最為嚴重，淤泥質海岸侵蝕次之[2]。

全球氣候變暖引起的海平面上升是導致我國海岸侵蝕發展的主要因素。海平面上升引發波浪和潮流動力作用增強，在波浪掀沙、水流輸沙的動力作用下海岸侵蝕不斷加劇。海平面上升使得海岸與海洋動力條件發生改變，海岸物質平衡和穩定性受到破壞，從而加大海岸侵蝕災害。

在我國海岸侵蝕呈加劇趨勢，主要表現為侵蝕岸段增加和岸灘下蝕加劇兩個方面。1.江蘇省廢黃河三角洲附近侵蝕岸段有所增加，二十世紀六十年代其侵蝕岸段的南邊界在還在射陽港以北，現在已經延伸至射陽鹽場。2.在修建人工堤防的沿海岸段，由于岸線被固定，海水對堤防底部進行淘刷，使得海岸下蝕嚴重。廈門島東南海岸潮間帶最大下蝕速率接近500毫米/年，海岸侵蝕導致海堤基礎被掏空，海岸呈嚴重侵蝕狀態。

海岸侵蝕破壞沿海各種設施，造成岸防工程被沖毀、近岸建筑倒塌、濱海公路塌陷；使得岸線后退，潮灘面積減小，破壞海洋魚類索餌場和產卵場；導致海水浴場退化、破壞旅游資源；加劇海水入侵，造成海岸帶生態系統退化。

2海水入侵與土壤鹽漬化

海水入侵指的是濱海地區地下水的運動發生變化，使得海水與淡水之間的平衡狀態遭到破壞，導致海水向陸地方向入侵的現象。土壤鹽漬化是指由于發生海水入侵，土壤中聚集鹽、堿超過正常耕種水平，導致作物不能正常生長的現象。

海水入侵與土壤鹽漬化受地面徑流和海平面高度共同影響。地下水需要地面徑流滲透來補給，如果氣候持續干旱，降雨量減少，地下水得到的補充也將減少。同時全球氣候變暖導致海平面上升，抬高了海水的水位，使得咸淡水分界面向陸地一側移動，加劇了海水入侵。

我國首先于1964年在大連市發現海水入侵，以后隨著工農業快速發展，對地下水開采量的逐漸增加，海水入侵面積持續上升。20世紀70年代后期，又在萊州灣發現海水入侵；進入80年代，海水入侵現象又發現多處，且海水入侵范圍逐漸擴大、入侵速度逐年加快、危害越來越嚴重。國家海洋局于2007年啟動了海水入侵與土壤鹽漬化監測工作。監測結果表明我國土壤鹽漬化比較嚴重的區域主要分布在黃河以北的沿海地區，遼寧、河北、天津和山東的濱海平原地區是災害多發區。江蘇連云港和鹽城海水入侵距離一般在距岸10公里以內，屬于輕度海水入侵。東海和南海濱海地區鹽漬化范圍比較小，入侵距離距岸2～3公里以內。

3咸潮入侵

咸潮是入海河流河道里的水變咸的現象。漲潮流把高鹽度的海水向河流上游推進，咸淡水混合造成上游河道水體變咸，就形成了咸潮。咸潮的嚴重程度以每升水所含氯化物濃度來衡量。按照農田灌溉水質與地表水環境質量標準，灌溉水源和水廠供水水源氯度上限為250mg/L，若超過此標準，就不能滿足供水水質標準，影響城鎮生活、工業供水及農業灌溉。

在高海平面期、天文大潮期和上游徑流枯水期易發生咸潮入侵災害。近幾十年來海平面逐漸上升，使得咸潮活動頻繁、持續時間增加、上溯影響范圍擴大、強度趨于嚴重[3]。有研究表明：海平面上升1米，咸水將向內陸上推20公里。

咸潮入侵對長江口的農業用水、居民生活用水乃至城市工業生產及其發展都有相當大的影響。1978年冬至1979年春，長江口遭遇咸潮襲擊，咸潮入侵至黃浦江，影響上海市供水近100天；1998年冬至1999年春，咸潮期持續近24天，長江取水口氯度最高達到2000mg/L；2011年4月至5月，長江口發生了三次大規模咸潮，且持續時間均超過6天。

4 濱海濕地退化

濱海濕地是指低潮時水深淺于6米的水域及其沿岸浸濕地帶，包括沿海低地、潮間帶和水深不超過6米的永久性水域。我國濱海濕地主要包括淺海水域、河口水域、紅樹林、珊瑚礁、海草床、灘涂、鹽沼。

沿海濕地是一種重要的生態系統，主要表現在：1.蘊藏著豐富的動植物資源。2.能有效調節大氣組分，能夠吸收大量的二氧化碳氣體，并釋放出氧氣。3.可以調節維持區域水平衡，避免水旱災害。4.可以凈化水體，吸收氮、磷等營養元素以及重金屬元素，降低其在水體中的濃度。5.調節局部小氣候，保持當地的濕度和降雨量，有利于當地人民的生活和工農業生產。6.濕地中生長著多種多樣的植物，可以抵御海浪、臺風的沖擊，保護海岸堤防[4]。

海平面上升會使得沿海濕地向陸地方向推移，在近岸低洼的地方營造出新的濕地，使得近岸陸地生態景觀逐漸向濕地生態景觀演替。但是大多數海岸都有護岸工程，濕地內移的幅度有限。在我國近年來因海平面上升加劇了遼東灣、萊州灣、海州玩和其他沿海低洼濕地的消失。

5 風暴潮災害加劇

風暴潮是指由熱帶氣旋、溫帶氣旋、冷空氣等強烈大氣擾動引起的海面異常升降的現象。根據誘發風暴潮的天氣系統特征，通常將風暴潮分為溫帶風暴潮和臺風風暴潮兩大類。

風暴潮災害的致災程度主要與風暴潮自身強度和發生風暴潮時的基礎水位有關。海平面上升抬高了風暴潮的基礎水位，同時使得波浪和潮流的作用增強，加大了致災程度。

2010年10月，福建沿海海平面高于常年同期174毫米。在此期間，臺風“鲇魚”在天文大潮期間登錄福建漳浦，異常高海平面疊加與風暴增水，造成了嚴重的災害，致使60多萬人受災，直接經濟損失超過26億元。

6 結語

海平面上升已經給我國沿海地區帶來了不可忽視的影響，我們應當加強海平面上升理論的研究、加強海平面變化的監測、加強減災技術的研究、加強風險區劃工作的研究，從多個方面入手，減輕海平面上升對我國帶來的影響。

參考文獻

[1] 徐勇.中國海岸城市帶的形成與發展規劃――兼論其地緣戰略與文化意義[J].戰略與管理.2000.2.16-26.

篇8

一、充分認識加強氣象災害防御工作的重要意義

我市地處南北氣候過渡帶和海陸氣候過渡帶，天氣氣候復雜，氣象災害頻繁。近年來，氣象災害及其引發的次生、衍生災害，對全市經濟社會發展、人民群眾生產生活以及生態環境造成較大影響。隨著全球氣候持續變暖，各類異常天氣將不斷增多，重大氣象災害頻繁發生，氣象災害成為制約全市經濟社會發展的重要因素之一。

防御氣象災害關系到各行各業和千家萬戶，加強氣象災害防御工作，提高全社會防御氣象災害的能力和水平，對防止和減輕災害損失，保障人民群眾生命財產安全，促進經濟社會可持續發展，具有十分重要的意義和作用。做好氣象災害防御工作，是貫徹落實以人為本的科學發展觀，保障經濟社會實現跨越發展的迫切需要，也是維護公共安全、維護正常社會生產生活秩序、構建和諧社會的重要舉措。各地各部門要充分認識加強氣象災害防御工作的重要性，堅持以人為本、預防為主、防治結合的方針，依靠科技、依靠法制、依靠群眾，統籌規劃、分類指導，制定和實施氣象災害防御規劃，加快我市各級防災減災體系建設，強化防災減災基礎，切實增強氣象災害的監測預警、綜合防治、應急處置和救助能力，提高全社會防災減災水平，最大程度減輕災害損失，促進全市經濟社會持續和諧發展。

二、努力提高氣象災害監測預警水平

（一）加強氣象災害綜合監測和預測預報體系建設。要按照合理布局、有效利用的原則，組織建立和完善國家與地方綜合氣象監測網絡，重點加強沿海、沿河、沿庫、沿路災害性天氣監測網和中小尺度天氣加密觀測系統建設，提高站網密度。氣象部門要組織跨地區、跨部門的聯合監測，并會同有關部門和單位加快氣象信息共享平臺建設。農林、水利、水文、海洋與漁業、環保等部門要向氣象信息共享平臺提供與之相關的大氣、水文、海洋、環境、生態等數據信息，盡快實現監測信息共享。要不斷完善市、縣兩級氣象災害預測預報體系，建設分災種氣象災害預報業務系統，延伸鄉鎮和村級氣象災害服務平臺。建設和完善海洋及港口氣象災害監測預警服務系統，提高對海洋氣象災害的預報預警能力。加強災害性天氣的會商分析，做好災害性、關鍵性、轉折性重大天氣預報和趨勢預測，重點加強臺風、暴雨、大霧等災害及其影響的中短期精細化預報和雷電、龍卷風、冰雹等強對流天氣的短時臨近預報，實現對各種災害性天氣事件的實時動態分析、風險分析和預測預警。

（二）完善氣象災害預警信息渠道。災害性天氣氣候警報由氣象部門統一。各類新聞媒體和信息服務單位要按有關規定，及時、準確傳播氣象部門提供的適時氣象信息或氣象預報節目。具備實時傳播能力的新聞媒體和信息服務單位，在接到重大或突發性天氣警報后，要即時增播或插播，確保受影響群體及時知曉，為采取防御或避讓措施贏取時間，各地要加快突發氣象公共事件預警信息體系建設，在學校、醫院、社區、高速公路、車站、碼頭、體育場館等人員密集場所規劃設置或利用現有電子顯示屏、公眾廣播、警報器等具備及時播發氣象災害預警信息功能的設施。要進一步完善氣象手機短信預警系統，擴充城鄉電子顯示屏系統和專業信息網站功能，與社會公共媒體、有關部門和行業內部信息渠道相結合，及時各類氣象災害預報預警信息及簡明的防災避災辦法，進一步暢通農村、海上等預警信息渠道，努力擴大預警信息覆蓋面。

三、切實增強氣象災害應對能力

（一）加快制定和實施氣象災害防御規劃和應急預案。各縣區要結合當地氣象災害特點，依法編制和實施氣象災害防御規劃，明確氣象災害防御工作的主要任務、措施、工作機制和部門職責，優化、整合各類資源，統籌規劃防范氣象災害的應急基礎工程建設。要進一步制定和完善氣象災害應急預案，明確各災種的應對措施和處置程序。氣象部門及易受災害影響的部門、單位要根據實際情況及當地政府的防御規劃和預案，制定相應的氣象災害應急預案。各地及相關部門、單位要加強預案的動態管理和演練，促進各單位的協調配合和職責落實。

（二）加強氣象災害應急隊伍建設。要進一步加強各類氣象災害防范應對專業隊伍和專家隊伍建設，明確學校、醫院、車站、碼頭、體育場館等公共場所氣象災害應急聯系人。要積極創造條件，逐步建立鄉村氣象災害義務信息員隊伍；研究制定動員和鼓勵志愿者參與氣象災害應急救援辦法，進一步加強志愿者隊伍建設。對相關人員要定期開展相關知識和技能培訓，及時更新和補充技術裝備，提高應急人員和隊伍的整體素質，不斷增強應對氣象災害的能力。

（三）強化氣象災害防御基礎設施建設。各地、各有關部門要結合實際，建設和完善海堤、水庫、城市排水設施、避風港口、緊急避難場所等應急基礎設施。要認真組織開展氣象災害隱患排查，深入查找抗災減災工程、設施等方面存在的隱患和薄弱環節，特別要加強對學校、醫院、敬老院、監獄及其他公共場所、人群密集場所的隱患排查，制定整改計劃，落實整改責任和措施，保證工程設施防災抗災作用的有效發揮。各級氣象部門要按國家規定的防雷標準和設計、施工規范，加強對新建、擴建、改建的建（構）筑物、設施或場所防雷裝置的設計審核、施工監督和竣工驗收，完善建筑物、設施和場所防雷裝置，并定期檢測。

（四）積極開展氣象災害普查及氣候可行性論證工作。各縣區要按照國家、省防災減災有關規劃和要求，組織氣象、民政等部門認真開展氣象災害風險普查，調查收集本地發生的氣象災害的種類、頻次、強度、損失以及引發的次生、衍生災害情況，建立氣象災害風險數據庫。加強區域災害分析評估，逐步建立氣象災害風險區劃，有針對性制定和完善防災減災措施。市、縣氣象部門要依法開展對城市規劃、重大基礎設施建設、公共工程建設、重點領域發展建設規劃的氣候可行性論證，加強對沿海風能及太陽能等氣候資源的探測及評估工作。要積極開展氣候變化及其引發的極端天氣氣候事件對水資源、糧食生產、生態環境等的影響評估和應對措施研究。有關部門和單位要嚴格執行氣候可行性論證制度，在規劃編制和項目立項中要統籌考慮氣候可行性和氣象災害的風險性，避免和減少氣象災害、氣候變化對重要設施和工程的影響。市發展和改革部門要會同氣象部門加快制定氣候可行性論證的范圍和程序。

（五）切實增強氣象災害抗災救災能力。要根據防災減災需要，建立統一協調的指揮和作業體系，及時開展人工增雨、消雹、降溫節能、改善生態環境、森林滅火等人工影響天氣作業。市、縣氣象部門要根據需要，充分利用有利的天氣條件，及時開展人工影響天氣工作，并積極開展人工影響天氣科學技術研究，加快蘇北人工增雨消雹試驗基地建設，努力提高人工影響天氣的防災減災效果。各地、各有關部門在氣象部門災害性天氣預報、警報后，及時分析預警災害對本地區、本領域的影響，按規定適時啟動相關應急預案，避免和減輕人民生命財產損失。氣象部門要會同有關部門及時對重、特大氣象災害作出評估，確定氣象災害等級、性質及發展趨勢，為組織減災救災工作提供決策依據。

四、進一步加強對氣象災害防御工作的組織領導

（一）全面落實氣象災害防御責任制。各級各有關部門要加強對氣象災害防御工作的領導，將氣象災害防御工作納入本地國民經濟和社會發展規劃，列入年度工作目標管理和考核。逐步建立健全氣象災害應急處置責任制，進一步健全防災減災工作協調機制，形成政府組織領導、部門協作配合、全社會共同參與的格局。各級減災協調機構要認真履行氣象災害防御的綜合協調職責，進一步完善災害信息共享互通機制，加強災害應對工作的協調聯動，形成防災減災工作合力。氣象、農林、水利、海洋與漁業、建設、交通、安監、公安、民政、衛生、廣電、環保、國土資源、海事等部門及單位，要按照各自職責分工，共同做好氣象災害防御有關工作。

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中圖分類號： P62 文獻標識碼： A

1. 引言

我國地域遼闊，地質、地貌條件復雜，地質災害的種類眾多、發生頻繁。隨著建設事業的發展，地質災害對城市、廠礦、交通和能源等重大工程建設及其正常運行的危害日益嚴重；隨著人類工程活動的加劇，同時也誘發和加劇了多種地質災害，并引起了災害的連鎖反應。這些災害已經危及人類的生存環境，制約了經濟建設的發展速度。各種地質災害均屬不同的地質事件。它們是在地殼運動、地面發展演變，以及人類活動過程中，發生的災害性地質事件。其發生發展分別受到各種地質作用的控制和制約，在地殼運動和地面演化的發展進程里，分別具有各自的時序和空間展布規律。顯示出地殼表層不同地區的活動程度（強弱）不同，地質災害的嚴重程度也有差異。

2．地質災害的分類及活動特征

地質災害是由內、外動力地質作用和人類工程活動及其相互作用下，在地殼運動和地質、地貌發展演化過程中出現的災害性地質事件，它直接危害著工程建設與人類生命財產的安全。我國地質災害可以分為4個大的類型（表1～4），即內動力地質作用為主的地質災害；外動力地質作用為主的地質災害；不良介質條件造成的工程病害；人類活動誘發的地質災害等。

（1）內動力地質作用形成地質災害

內動力地質作用由于地球內部能而產生，主要在地球的深部圈層進行，包括使巖石圈變形變位的構造運動、變質作用和巖漿作用。各種內動力地質災害實質都是現今地殼運動直接或間接表現形式之一。盡管它們都具有各自的運動形式和表現特征，可以呈塊體的升降、帶狀的錯位、緩慢的形變、突發的沖擊和驟然的爆發等多種形式，但它們大都是在地應力作用下的表現。

（2）外動力地質作用形成地質災害

外動力地質作用起源于太陽能為主的地球外部能，表現為巖石圈表層和其外包圈層―大氣圈、水圈、生物圈的相互作用。地面的運動和地形、地貌的變遷具有長期性和普遍性，這是自然發展變化的規律。不能把上述的運動和變遷都簡單的列為地質災害范疇以內，關鍵在于區別運動量和變遷速度是否達到形成災害的程度，是否達到影響和損壞工程建筑的程度，或者將要達到災害的臨界程度。

表1 內動力地質作用形成的地質災害

內動力地質作用

形成的地質災害類型 災害發生與地殼運動的關系 防治能力

與情況

主要動力原因 地殼運動特征

地面升降或掀斜 地應力 緩慢 避讓

活動斷裂的位移

地裂縫活動 地應力

地應力 緩慢

緩慢 避讓

避讓

高

應

力及能量集中 坑道變形及高邊坡失穩

坑道部分突水、突泥

坑道煤、瓦斯突出

巖爆

地震

海嘯（地震誘發的）

地下熱害 地應力

地應力

地應力

地應力

地應力

地應力是部分原因 緩慢

突發

突發

突發

突發

突發

緩慢 可部分治理

可部分治理

可部分治理

可部分治理

避讓

避讓

避讓

火山活動 巖漿活動 突發 避讓

表2外動力地質作用形成的地質災害

外動力地質作用

形成的地質災害類型 災害與主要的外動力地質作用 防治能力

與情況

主要作用過程 主要營力

土石的斜坡運移

（崩塌、滑坡、泥石流） 搬運作用 重力與水 避讓與可部分治理

水土流失 搬運作用 重力與水 可部分治理和制止發生

沖刷和堆積 侵蝕與沉積作用 流水

風沙與沙漠化 風化剝蝕作用 風與干旱

土地鹽漬化、沼澤化、冷浸田、管涌、浸沒、滲漏 潛水面升降作用為主 地下水

地面沉降 人類工程活動為主 地下水

地下海水入侵 人類工程活動為主 地下水

巖溶與塌陷 侵蝕作用與人類工程活動 地下水 避讓與部治理

地下水污染 搬運作用與人類工程活動 地下水 制止發生與治理

海岸變遷 侵蝕、搬運、沉積 海水 較難治理

海洋地質災害 侵蝕、搬運、沉積 海水 較難治理

其它（如煤炭地下燃燒） 風化作用 氧化 較難治理

（3）不良介質條件（巖體、土體）造成的工程病害

介質條件具體指巖體、土體條件，以及其中夾有破裂面、軟弱面、不均勻層、脹縮層、可變層、振動液化層等。這些條件都可以導致工程病害。如果沒有可靠的現場定量化的測試數據作為地基承載能力的計算依據，就不能滿足重大工程和高層建筑設計的需要。

（4）由于人類活動對地質災害的影響

人類在創造財富，建設和改造環境的過程中，必然從事大量的工程活動。過量的和不合理的人類工程活動，往往是誘發和導致有關地質災害加劇的重要原因之一，有時甚至成為災害的直接肇事者。應該著重指出：我國地質災害損失總值的65%左右，均與人類活動的影響和參與有關。目前，這種損失仍有上升趨勢。因此，及時控制人類工程的不合理活動，已經具有明顯的迫切性。

表3由于不良介質條件造成的工程病害

工程中的不良介質條件造成的病害 工程病害的特征和原因 防治能力

與情況

工程地質特征 力學特征 地基承載力

巖體 軟弱夾層 容易形成滑脫面 軟弱 弱 可以有效的查清和防治，防治效益是很大的

破裂面 容易發生位移 不連續面 不穩

破碎帶中的破裂物質 強度低不均勻 弱、不均勻 不均勻

洞穴及不均勻塊體 承載力弱不均勻 弱、不均勻 不均勻

不良工程的巖石 具有脹縮性等 變化 變化不定

土體 淤泥類軟土 疏松軟弱 軟弱 不穩 可以有效的查清和防治，防治效益是很大的

黃土類土（部分） 濕陷性 濕陷 不穩

紅粘土 收縮性、不均勻 收縮 較不穩

膨脹土 膨脹性 脹縮 不穩

鹽漬土 可變形 變化 不穩

凍土 可變形 變化 不穩

飽和粉土（部分）

飽和粉細砂 液化性 震動液化 震動失穩

表4 人類活動誘發的地質災害

地質災害類型 人類活動的主導原因 災害的特征 防治能力

與情況

地下水污染 人類排污 緩慢 可以有效制止

水土流失 人類破壞植被 緩慢

風沙及沙漠化 人類破壞植被 緩慢

沖刷和淤積 人類不合理工程 緩慢

人工填土 人工堆積 緩慢

地面沉降 人類過量開采地下水 緩慢 進行合理的工程活動可以減輕災害損失

土石的斜坡運移

（崩塌、滑坡、泥石流） 人類工程活動 緩慢

塌陷 礦產開采，抽水振動 緩慢

地裂縫 過量開采地下流體 緩慢

工程活動誘發的高應力及能量集中 高應力及能量集中 人類工程活動 突發

坑道變形及高邊坡失穩 人類工程活動 緩慢

坑道突水、突泥 人類工程活動 突發

坑道煤、瓦斯突出 人類工程活動 突發

巖爆 人類工程活動 突發

礦爆 人類工程活動 突發

誘發地震（水庫、注水等） 人類工程活動 突發

地下熱害 人類工程活動 緩慢

3．地質減災對策

目前，對它們的各自研究水平和防治能力各不相同，防治難度也相差很大，因此，需要分別采取不同的對策。

（1）對內動力地質作用為主的地質災害，目前的研究和預測的水平相對較低，治理能力也很差，主要采取避讓的辦法，少數可以部分超前避讓減輕災害的嚴重程度。例如地震災害，目前雖進行了不少工作，但實現地震預報還是未來的長遠目標，即使能準確進行地震短臨預報，也難以阻止地震發生，只能減少生命的傷亡和部分財產的損失，房屋和其他建筑物還可能照樣倒塌。從工程建設角度考慮問題，就產生了要求研究減輕地震災害的對策問題。以內動力地質作用為主的各種地質災害，均與地震災害有類似特點，現在對其危險區段圈定的可靠性，比起中近期預報和短臨預報的成功率要高。因此，超前研究區域地殼穩定性，覓找相對穩定地段，即地質災害相對較輕的地段，開展安全建設，并對建筑物提出合理加固和預防措施，是減輕損失的可靠辦法；其次才是對災害危險區的前兆臺網監測和有關基礎研究工作的部署。所以，適當加強構造穩定性評價研究，增加其災前經費投入，可以避免更大損失，已成為當前減災的戰略指導方針之一。

（2）外動力地質作用為主的各種地質災害，雖然對少數具有一定的治理能力，但花費巨大，現在絕大部分的災害仍以避讓為主。目前的研究水平已經能夠可靠的或者較為可靠的圈定它們的危險區段，因此，加強地面穩定性評估工作，在經費上超前投入，是提高減災效益的最好辦法之一。同時也要加強系統地動態監測，對災害的臨界程度進行分析和判斷，預報災害的發生和對災害作防治處理等。

（3）不良介質條件（巖體、土體）造成的工程病害損失，在我國許多地區多起因于宏觀決策失誤。例如，由于工程選址前期缺少必要的工程地質調查和地質勘察，以致造成不合理的工程選址，往往會大大增加工程地基的建設投資，因而浪費了建設資金。如果按照常規地質工作程序，超前進行介質條件的穩定性勘查評價研究，獲得可靠的現場定量化的測試數據為工程設計提供依據，這部分損失大都可以避免或減少。

（4）人類活動對地質災害的影響日益增大，我國每年平均由地質災害造成的直接損失估計可達200億元以上，其中130億元均與人類活動具有一定的聯系。因此，了解人類工程的合理指標，制止人類不合理的工程活動，合理規劃開發和整治土地，對減輕地質災害的損失，具有重要意義。

4．結語

為了避讓地質災害的侵擾，合理規劃、整治和開發利用土地，覓找相對安全、經濟的建設場區，確定合理的工程加固措施，以保證工程建筑場地的安全和最大的經濟效益，從而達到綜合防災、減災的目標。

參考文獻：

〔1〕高慶華等,1996,地殼運動問題,見:地質力學的方法與實踐(第四版)(上),北京:地質出版社.

〔2〕谷德振,1963,地質構造與工程建設,科學通報,(10).

〔3〕郭希哲,1991,中國地質災害與防治,北京:地質出版社.

〔4〕郭希哲等,1990,我國地質災害評估和防治對策建議.地質災害與防治,Vol.1,No.1.

〔5〕蔣溥等,1991,中國地質災害及其宏觀成因環境,地質災害與防治,Vol.2,No,1.

〔6〕孫葉,1998,區域地殼穩定性地質力學,地質力學.

〔7〕李興唐等,1987,區域地殼穩定性研究理論及方法,地質出版社.

〔8〕劉國昌,1979,區域穩定性與地震,水文地質工程地質, Vol.46,No,2.

〔9〕劉國昌,1993,區域穩定工程地質, 長春:吉林大學出版社.

篇10

我縣氣候屬亞熱帶海洋性氣候，春夏多雨，地質災害多發的重點時期為每年4月至9月。在主汛期，臺風頻起，若是連降暴雨、大暴雨，極易引發山體崩塌、滑坡、泥石流等突發性地質災害。

近幾年來，較嚴重的地質災害分別發生在*年7月19日、*年5月17日、*年5月20日和*年4月27日。*年度全縣累計發生地質災害12宗，由于預警及時，未造成人員傷亡的災難。地質災害具有漸變性和突發性，同時也具有難以抗拒的破壞力等特點，致災的誘發動力有天然的，也有人為的。自然地質災害發生的地點、規模和頻度，受自然地質條件控制，而人為地質災害受人類工程開發活動影響，常隨社會發展而日益增多。因此，防治人為地質災害發生是本方案的一個側重方面。

二、地質災害重點防范區域

（一）危險區

1.縣城*公園南面縣自來水有限公司供水二廠。該區域內的開發工程未經必要的地質災害危險性評估，廠區及其周邊山體潛在的地質異常仍有進一步孕育的可能，由于此處西、南面下方均有較密集的民居，危險因素顯而易見，是個重點防治的地質災害危險區。縣政府去年*縣自來水有限公司必須迅速依法進行地質災害危險性評估，并根據評估結果采取相應的防治措施，制定有針對性的防災避險預案。

2.*礦排土場。該礦的主采場雖不在本縣轄區內，但其排棄的泥土、廢石大量長期傾倒于*凡水坑一側，日積月累形成了地質災害源，每遇連續降雨時期，大量排棄物自上而下隨水而流，引發多次規模各異的山體滑坡、泥石流等地質災害。如不及時治理，大面積經濟林將遭受不同程度的損毀。

3.*鎮*采子山鐵礦。此處經多年采挖，礦區周邊已經形成陡峭的采礦邊坡，采場東北面上方出現3條明顯的裂縫，長度20米至40米不等，寬約10至20厘米。裂縫北側邊有一條*——新豐迴龍的公路，此路段下方路基已被蠶食破壞，對交通運輸和過往行人造成重大威脅，如不及時進行有效治理，危險源極有可能進一步擴大。

（二）隱患區

1.*林場龍集工區水浸洞。此處曾于*年發生過山體滑坡，*年、*年均有小規模滑坡現象，當地進行過簡單治理，重大威脅及當地村民不安的情緒暫時得到緩紓，但是由于當地的地質條件比較特殊，不確定因素仍然存在，因此處民居集中，必須進行地質災害危險性評估并根據評估結果進行徹底有效的治理。

2.壩仔鎮群輝滑坡群。災害影響區域為胡竹壩一帶，此地曾經是省國土資源廳特別關注的地質災害重點防治區域，并對局部組織進行了必要的治理，很大程度上降低了主要地段的滑坡隱患。當地的地質條件異常復雜，崩塌、滑坡、泥石流等災害的威脅依然未完全消除。未經地質災害危險性評估，不得進行用地審批、切坡建房。

3.*鎮*小學。*年地質災害排查工作中，發現該教學點存在地面塌陷的隱患，校區建于洪積扇構造堆積層之上，地表1米以下多為砂礫和鵝卵石，極具松散透水性，如果計劃興建三層以上的建筑，必須先經過地質災害危險性評估。

4.*鎮*礦區。由于多年亂采濫挖，露天采場已形成不規則異常陡峭的采礦邊坡，又因排土場未經規劃，隨意排棄，松散的土方量比較大，已對附近居住的村民造成威脅，若遇特殊天氣，極有可能引發崩塌、滑坡、泥石流等地質災害。

5.*鎮*村*村。*年汛期，此地曾發生頗具破壞力的泥石流災害，汛期要加強巡查監測，同時要教育村民慎重選擇建房地點，盡量不要在排洪水渠沿線、不穩定的山體邊坡下等地域修建房舍。

6.翁城鎮富陂村溫張屋。*年此處局部耕地發生地面塌陷災害，使經濟作物遭受一定的損毀。據初步監測，災害發生地為古河道區域，地表4—5米以下土質疏松、透水，甚至可能存在地下暗流，應加強巡查監測，確保人民群眾生命安全。

7.主要公路沿線。特別是國道106線涼沙公路和**塅，公路兩側常因連續降雨引發山體滑坡、崩塌等地質災害，公路主管部門應在汛期加強巡查，及時清淤，確保道路暢通。

8.*林場龍體工區新山至凡水坑區域。多年來亂采濫挖已造成讓人觸目驚心的地下采空區，與之相鄰的凡洞一側于上世紀九十年代初曾發生過大面積地面沉降災害，由于此采空區上方壓力依然存在，隱患尚未消除，在此區域作業的*鐵礦從業人員和林業生產、管理人員的生命安全受到威脅，應及早進行地質災害危險性評估，必要時采取避讓措施。

三、防災基本措施

（一）認真貫徹執行國務院《地質災害防治條例》以及有關法律法規，結合具體情況，制定相應的防治辦法和應急措施，各鎮人民政府及*林場要制定地質災害防災應急預案。